16.4. Благородные газы
Благородными газами называются элементы О (VIII) группы периодической системы (рис. 16.5). За исключением гелия, все остальные благородные газы имеют во внешней оболочке своих атомов восемь электронов. По этой причине во многих вариантах периодической системы их относят не к 0 группе, а к VIII группе. Долгое время считалось, что благородные газы совершенно не обладают реакционной способностью, и поэтому за ними укрепилось название инертные газы. У них есть еще одно тривиальное название редкие газы, связанное с их малой распространенностью.
Рис. 16.5. Положение благородных газов в периодической системе.
Все благородные газы при комнатной температуре существуют в виде одноатомных молекул. Между их атомами действуют лишь слабые вандерваальсовы силы. В табл. 16.19 приведены данные об электронном строении атомов и их физических свойствах. При перемещении к нижней части группы происходит последовательное повышение температуры плавления, температуры кипения и плотности этих веществ. Отметим, что гелий имеет самую низкую температуру кипения из всех известных веществ. Гелий обладает и другими аномальными свойствами.
Таблица 16.19. Электронное строение и физические свойства благородных газов
Сверхтекучесть жидкого гелия-4. Гелий имеет два изотопа: гелий-4 и более редко встречающийся гелий-3. При температуре ниже 2,2 К жидкий гелий-4 существует в виде смеси Двух жидкостей. Одна из них представляет собой обычную жидкость, а другая - сверхтекучую жидкость. (Явление сверхтекучести гелия открыл в 1938 г. советский ученый П. Л. Капица. Переа.) Сверхтекучий жидкий гелий имеет настолько низкую вязкость, что движется практически без трения; ему не передается вращение Земли, и он способен даже течь вверх! Сверхтекучий гелий самопроизвольно вытекает из непористого сосуда, перетекая вверх через его края. Это явление называется эффектом всползания пленки (рис. 16.6). Гелий обладает сверхвысокой теплопроводностью, поэтому в нем чрезвычайно трудно создать разность температур. Жидкий гелий невозможно перевести в твердое состояние понижением температуры. Для получения твердого гелия необходимо подвергнуть жидкий гелий давлению 27 атм. Сверхтекучий гелий способен просачиваться через тончайшие поры неглазурованного керамического сосуда (рис. 16.6).
Рис. 16.6. Сверхтекучесть жидкого гелия.
